Membran hesaplama - Membrane computing

Membran hesaplama (veya MC) içinde bir alandır bilgisayar Bilimi yeni keşfetmeye çalışan hesaplama modelleri biyolojik çalışmadan hücreler özellikle hücresel zarlar. Oluşturmanın bir alt görevidir. hücresel model.

Membran hesaplama, dağıtılmış ve paralel hesaplama modelleriyle ilgilenir, çok sayıda sembol nesnesini yerelleştirilmiş bir şekilde işler. Böylelikle evrim kuralları, evrimleşen nesnelerin zarlarla tanımlanan bölmelere çevrilmesine izin verir. Bölmeler arasındaki ve çevre ile iletişim, süreçlerde önemli bir rol oynar. Çeşitli membran sistemleri şu şekilde bilinir: P sistemleri sonra Gheorghe Păun Modeli ilk kez 1998'de tasarlayan.^[1]

Bir temel bileşen P sistemi bir hücrede olduğu gibi zarların hiyerarşik bir düzenlemesi olabilen zar yapısı veya bir doku veya sinir ağında olduğu gibi (bir grafiğin düğümlerine yerleştirilmiş) bir zar ağı olabilir. P sistemleri genellikle çizimlerle grafik olarak gösterilir.

Dokuz Bölge Membran Bilgisayar

Membran kavramının arkasındaki önsezi, biyolojiden üç boyutlu bir keseciktir. Bununla birlikte, kavramın kendisi daha geneldir ve bir zar, iki bölgenin ayırıcısı olarak görülmektedir. Membran, iki bölge arasında seçici iletişim sağlar. Gheorghe Păun'a göre, ayrılık Öklid uzayı sonlu bir "içeriye" ve sonsuz bir "dışarıya". Seçici iletişim, bilgi işlemin geldiği yerdir.

Grafik gösterimler, incelenen modelin varyasyonuna göre çok sayıda öğeye sahip olabilir. Örneğin, bir kural özel δ sembolünü üretebilir, bu durumda onu içeren zar çözülür ve tüm içeriği bölge hiyerarşisinde yukarı taşınır.

Biyolojiden gelen çeşitli öneriler ve membran tabanlı çok setli bir işleme cihazının mimarisini ve işleyişini tanımlama olasılıklarının çeşitliliği pratikte sonsuzdur. Aslında, membran hesaplama literatürü çok sayıda model içermektedir. Bu nedenle, MH sadece belirli bir modelle ilgili bir teori değil, bölümlere ayrılmış modeller tasarlamak için bir çerçevedir.

Kimyasallar, sembollerle veya alternatif olarak sembol dizileriyle modellenir. Bir zar ile tanımlanan bölge, diğer sembolleri veya dizeleri (topluca nesneler olarak anılır) veya diğer zarları içerebilir, böylece P sistemi cilt zarı adı verilen tam olarak bir dış zara ve deri zarı altındaki tüm zarlarını yöneten hiyerarşik bir ilişkiye sahiptir.

Nesneler sembollerse, bir bölge içindeki çoklukları önemlidir; ancak çoklu kümeler bazı dizi modellerinde de kullanılır. Bölgelerin, nesnelerin nasıl üretildiğini, tüketildiğini, diğer bölgelere nasıl aktarıldığını ve başka şekilde birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini tanımlayan ilişkili kuralları vardır. Sistemin tamamında kuralların kesin olmayan maksimum paralel uygulaması, sistem durumları arasında bir geçiştir ve bir geçiş dizisine hesaplama denir. Durma durumunu belirtmek için özel hedefler tanımlanabilir, bu noktada hesaplamanın sonucu, belirli bir bölgede bulunan nesneler olacaktır. Alternatif olarak, sonuç cilt zarından çevreye gönderilen nesnelerden oluşabilir.

Pek çok varyant model üzerinde çalışılmış ve ilgi, NP-tam problemleri çözmek amacıyla, az sayıda membrana sahip sistemler için sayısal evrenselliği kanıtlamaya odaklanmıştır. Boole doygunluk (SAT) sorunları ve seyyar satıcı sorunu (TSP). P sistemleri uzay ve zaman karmaşıklıklarını takas edebilir ve canlı hücrelerdeki doğal süreçleri açıklamak için daha az sıklıkla modeller kullanabilir. Çalışmalar, en azından teorik olarak donanım üzerinde uygulanabilecek modeller tasarlar. Bugüne kadar P sistemleri pratik bir sistem verilmesine rağmen, neredeyse hiç pratiğe indirgenmemiş teorik modellerdir.^[2]

Ayrıca bakınız

• Biyolojik sistemlerin modellenmesi

Referanslar